【正文】 下載軟件”， 可以到雙龍公司的主頁(yè)：。所以，軟件設(shè)計(jì)在控制系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。其轉(zhuǎn)換結(jié)果為： 其中，為被選中引腳的輸入電壓。大量的干擾源雖不能造成硬件系統(tǒng)的損壞，但常使整個(gè)系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，致使控制失靈，甚至造成重大事故。硬件抗干擾設(shè)計(jì)的基本原則是：抑制干擾源，切斷干擾傳播路徑，提高敏感器件的抗干擾性能。其輸出端有一定的帶負(fù)載能力，將一個(gè)門的輸出端通過一段很長(zhǎng)的線引到輸入阻抗相當(dāng)高的輸入端，干擾問題就很嚴(yán)重，會(huì)引起信號(hào)的畸變，增加系統(tǒng)的噪聲。即使電池供電的系統(tǒng)，電池本身也有高頻噪聲。對(duì)于高頻信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，屏蔽電纜的兩端都接地；對(duì)于低頻模擬信號(hào)用的屏蔽地，以一端接地為好。若多次采集信號(hào)總是變化不定，則表明系統(tǒng)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，需要給出報(bào)警信號(hào)。現(xiàn)將本人的設(shè)計(jì)總結(jié)如下：1．本論文分析比較了現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)原理，選擇了針對(duì)中小型發(fā)電機(jī)傳統(tǒng)的模擬式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器難以滿足中小型發(fā)電廠和企業(yè)的控制要求，提出以高性能單片機(jī)為控制核心的勵(lì)磁控制裝置。首先我要衷心感謝我的指導(dǎo)老師海濤，他為這篇論文的完成注入了大量的心血。 DDRC = 0x3e。 //計(jì)數(shù)變量 io_init()。//讀取ADC的數(shù)據(jù) m_i++。 //復(fù)位看門狗 }}//觸發(fā)晶閘管AD轉(zhuǎn)換程序include include /*****************************************通用A/D初始化程序：*****************************************/void adc_init(void){ SFIOR |= 0x0。 //A/D開始 loop_until_bit_is_set(ADCSRA, ADIF)。 a_flg=1。 t0_h=t2amp。 } else { cbi(PORTC,3)。 //輸出置位C相管 t0_h=3。 //定時(shí)器1的輸出比較器A OCR1B = 0x00。 //t2的控制字 TIMSK = 0x3d。 //滯后 //超前和滯后計(jì)算占空比 if(flag_phase==1) phase=(double) (round_ftime_phase)/round_f。//變化變大，設(shè)置標(biāo)志位 //相位角顯示 led[14]=(k_change/100)%10。 //相鄰值差值即中斷0信號(hào)周期 time_phase=number_icp_newodd_dat。//周期值即輸入捕獲信號(hào)周期 odd_dat_icp=number_icp_new。 //外部中斷0舊值參數(shù)變量 // TODO: Add your code here number_int0_new=TCNT1。 if((time_3time_2)) led[15]=38。 if(time_phase(*round_icp)) flag_phase=1。 //定時(shí)器2的輸出比較器 TCNT2 = 0x00。 //t0的計(jì)數(shù)器 TCCR0 = 0x00。 t0_h。 //輸出置位A相管 OCR1A = TCNT1+1000。0x00ff。 GICR = 0xc0。 ADMUX |= adc_input。 //保存數(shù)據(jù) delay(2,8000)。 sbi(PORTC,2)。 //ADC計(jì)算的求和 uint adc_dat[10]。 DDRB = 0x00。參考文獻(xiàn)[1] 許克明，田懷智 . 電力系統(tǒng)自動(dòng)化裝置. 重慶大學(xué)出版社，2002[2] 海濤，李嘯驄等. ATmega系列單片機(jī)原理及應(yīng)用—C語(yǔ)言教程. 機(jī)械工業(yè)出版社，2008[4] 胡壽松. 自動(dòng)控制原理. 科學(xué)出版社， 2006[5] 王兆安，黃俊. 電力電子技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，2004[6] 張謹(jǐn)，張偉. Protel99SE 入門與提高，人民郵電出版社，2007[7] 康光華. 電子技術(shù)基礎(chǔ). 高等教育出版社，2000 [8] 蘇文成. 工廠供電. 機(jī)械工業(yè)出版社， 1999[9] 周立功. ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程，北京航空航天大學(xué)出版社，2007[10] 竺士章. 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)試驗(yàn). 中國(guó)電力出版社， 2005[11] 海濤. 計(jì)算機(jī)通信技術(shù). 重慶大學(xué)出版社，2005[12] 李基成. ，2002[13] 張克彥. AVR單片機(jī)實(shí)用程序設(shè)計(jì). 北京航空航天大學(xué)出版社，2004 [14] 黃小峰. PID在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)中的應(yīng)用. 電機(jī)技術(shù)，2007[15] . 工程設(shè)計(jì)與研究，2000[16] 方思立，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)PID調(diào)節(jié)及其仿真實(shí)驗(yàn). 電網(wǎng)技術(shù)，1995[17] 馮江，. 農(nóng)機(jī)化研究 1998[21] 王福瑞. 單片微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全. 北京航空航天大學(xué)出版社. 2005[22] Xavier Llobet，Basil P. Duval，128 Channel PCIbased data acquisition system for MDSplus，F(xiàn)usion Engineering and Design，2002.[23] Rahul S. et al. Gate Drive Consideration for IGBT Module [J ] .IEEETrans. on Ind. Appl. ,1996 31(31)：603～611.[24] et al. An adaptive detecting method for harmonic and reactive Trans on industrial Electronics, 1995, 42(1):85~89致 謝通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，我從中學(xué)到很多控制理論知識(shí)和工程經(jīng)驗(yàn)。死循環(huán)時(shí)，計(jì)數(shù)器將會(huì)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，程序重新開始啟動(dòng)，這樣就可以清除外部對(duì)程序的干擾。開關(guān)量干擾信號(hào)多數(shù)是尖脈沖狀的，作用時(shí)間很短，所以在對(duì)開關(guān)量輸入信號(hào)進(jìn)行采集時(shí)，要消除多路開關(guān)的抖動(dòng)，消除采樣數(shù)據(jù)中的零電平漂移。由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中工業(yè)頻率低于1MHz，因此在印制板布線時(shí)通常采用一點(diǎn)接地法，電源和地各有一個(gè)接點(diǎn)。復(fù)位線、中斷線和其它一些控制線最容易受到外界噪聲的干擾。信號(hào)輸入端的輸入電流在1181。因此，成功的抗干擾系統(tǒng)是硬件和軟件有機(jī)結(jié)合構(gòu)成的。圖58中斷子程序框圖隨著單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，它需與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中各類電器設(shè)備相配合。ATmega16有一個(gè)10位的逐次逼近型ADC。軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的重要環(huán)節(jié)。并口下載線的制作方法有很多，這里，推薦一種簡(jiǎn)單實(shí)用的接線方式，其原理圖如圖52所示：圖52 并口下載線原理圖程序下載是指將編譯好的目標(biāo)文件燒入到單片機(jī)里面，使單片機(jī)可以運(yùn)行程序。并且，只要AVRAVR用C語(yǔ)言來編寫目標(biāo)系統(tǒng)軟件，會(huì)大大縮短開發(fā)周期，且明顯地增加了其可讀性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充，從而研制出規(guī)模更大、性能更完備的系統(tǒng)。則每次采樣后都與其前一個(gè)采樣值進(jìn)行比較，一但兩個(gè)差值超過了，則表面采集的信號(hào)中有校大的干擾。因此，在實(shí)際控制中，增量式算法應(yīng)用更為廣泛。4．2 .2 增量型PID控制算法 由于位置型控制算法存在諸多的問題，人們對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，提出了以下增量型控制算法。由于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)只能處理數(shù)字信號(hào)，因此與模擬控制系統(tǒng)相比，微機(jī)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是離散化和數(shù)字化；一般控制系統(tǒng)的控制量和反饋量都是連續(xù)的模擬信號(hào)，為了把它們輸入計(jì)算機(jī)，必須首先在具有一定周期的采樣時(shí)刻對(duì)它們進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，形成一連串的脈沖信號(hào)；采樣后得到的離散模擬信號(hào)本質(zhì)上還是模擬信號(hào)，不能直接輸入計(jì)算機(jī)，還必須經(jīng)過數(shù)字量化，即用一組數(shù)碼（如二進(jìn)制碼）來逼近離散模擬信號(hào)的幅值，將它轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，這就是數(shù)字化。 PID調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)PID調(diào)節(jié)器是一種線性調(diào)節(jié)器，它是將設(shè)定值w與實(shí)際輸出值y進(jìn)行比較，構(gòu)成控制偏差e =wy (41)圖41 PID調(diào)節(jié)器框圖 并將其比例、積分、微分通過線性組合構(gòu)成控制量（如圖41所示），所以簡(jiǎn)稱為P（比例）、I（積分）、D(微分)調(diào)節(jié)器。MAX232芯片是用來進(jìn)行RS232通信，通信距離通常不大于15米，它抗干擾能力強(qiáng)，適用于近距離通訊。該方式的功耗較之靜態(tài)掃描要小。為提高抗干擾能力，本設(shè)計(jì)采用了光電隔離電路，圖中CPU主系統(tǒng)發(fā)出動(dòng)作信號(hào)后，同一回路的LED指示燈立即點(diǎn)亮，表示光電隔離芯片的出口端已經(jīng)導(dǎo)通，此時(shí)繼電器便發(fā)生動(dòng)作，使裝置的COM端子和OUTJ1端子導(dǎo)通，完成勵(lì)磁系統(tǒng)的相應(yīng)輸出動(dòng)作進(jìn)行調(diào)控。觸發(fā)電路的同步信號(hào)取自晶閘管整流裝置的主回路，保證觸發(fā)脈沖在晶閘管陽(yáng)極電壓為正半周時(shí)發(fā)出，使觸發(fā)脈沖與主回路同步。 圖38 功率因數(shù)角采集及判斷計(jì)算出功率因數(shù)角后，就可以得到功率因數(shù) 。信號(hào)轉(zhuǎn)換電路如圖36所示。圖34 全波精密整流電路圖34中為半波精密整流電路，為反相加法器電路。勵(lì)磁電流If 經(jīng)電流互感器將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，經(jīng)放大電路得到05V電壓信號(hào)輸入單片機(jī)進(jìn)行處理。在電路中僅在橋的一側(cè)用可控的晶閘管，故稱為半控橋整流。再通過軟件計(jì)算得到發(fā)電機(jī)的運(yùn)行工況、勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)、調(diào)節(jié)器輸出參數(shù)等全部信息。調(diào)差系數(shù)可由下式表示 %=100% （2－7）為發(fā)電機(jī)額定電壓，、分別是發(fā)電機(jī)空載電壓、額定無功電流時(shí)的電壓。在變化時(shí)，測(cè)量件測(cè)得的發(fā)電機(jī)端電壓與設(shè)定的額定基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，結(jié)果是電壓偏差。勵(lì)磁機(jī)的輸入為勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的輸出電流，輸出為勵(lì)磁機(jī)的端電壓Uf ，該單元也是一個(gè)一階慣性環(huán)節(jié)，傳遞函數(shù)為： (25)式中Kf為勵(lì)磁機(jī)放大系數(shù)，Tf為勵(lì)磁機(jī)的時(shí)間常數(shù)。為保證觸發(fā)電路對(duì)整流主電路在給定的角時(shí)發(fā)出觸發(fā)脈沖，觸發(fā)電路與同相主電路應(yīng)在相位上嚴(yán)格保持同步。放大器上接入電位器是用來調(diào)零，當(dāng)輸入為零時(shí)，調(diào)節(jié)，使為零。運(yùn)算放大器原理接線如圖2－8所示。圖26 濾波電路(4)檢測(cè)電路：檢測(cè)電路是測(cè)量比較環(huán)節(jié)的核心部分。其作用是將發(fā)電機(jī)電壓變換成能與基準(zhǔn)電壓作比較的平滑的直流電壓。采用正序?yàn)V過器的原因是在系統(tǒng)存在三相電壓不平衡時(shí)；濾過器只輸出一個(gè)反應(yīng)電壓水平的正序電壓，能提高檢測(cè)的靈敏度，并使接于其后的測(cè)量變壓器始終處于對(duì)稱三相電壓下工作。 同步發(fā)電機(jī)的傳遞函數(shù)同步發(fā)電機(jī)的傳遞函數(shù)相當(dāng)復(fù)雜，本文只研究發(fā)電機(jī)空載起勵(lì)的過程， 因此，可對(duì)發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)描述進(jìn)行簡(jiǎn)化。圖中，同步發(fā)電機(jī)是控制對(duì)象，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是控制器。向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子輸出勵(lì)磁電流，而獲得勵(lì)磁電流的方法一般稱之為勵(lì)磁方式，產(chǎn)生勵(lì)磁電流的裝置則稱為勵(lì)磁系統(tǒng)。其改善了系統(tǒng)的阻尼，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的靜態(tài)與暫態(tài)性能，以單片機(jī)或微型計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器主要分為主要有16位和32位兩個(gè)類型，控制器有多種結(jié)構(gòu)形式，如單板機(jī)結(jié)構(gòu)、單片機(jī)結(jié)構(gòu)、工控機(jī)結(jié)構(gòu)以及可編程序控制器結(jié)構(gòu)等，其中單片機(jī)結(jié)構(gòu)和工控機(jī)結(jié)構(gòu)在當(dāng)今勵(lì)磁控制裝置市場(chǎng)中占了絕大部分?jǐn)?shù)額。使得勵(lì)磁部分的電路較復(fù)雜。然而隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，單機(jī)容量的增大，使得僅以電壓偏差()為反饋量的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器不能滿足對(duì)電壓精度及穩(wěn)定運(yùn)行的要求，因此出現(xiàn)了PID 勵(lì)磁控制方式。縱觀同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置的發(fā)展歷史可知，最初的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是以發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓偏差()為反饋量，由于當(dāng)時(shí)的機(jī)組容量不大，電網(wǎng)規(guī)模較小，所以基本能滿足安全運(yùn)行的要求。本文利用ATMEL公司生產(chǎn)的Atmega系列單片機(jī)功能強(qiáng)大、穩(wěn)定性高、精度高、運(yùn)算速度快的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出適用于中小型同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)的控制裝置，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行情況下維持發(fā)電機(jī)端電壓在給定水平，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組的無功功率的合理分配以及提高同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性。隨著半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展，70年代后，執(zhí)行環(huán)節(jié)大部分采用可控硅整流橋，目前國(guó)內(nèi)對(duì)全控橋可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)的研究主要集中于大型機(jī)組，并與全數(shù)字式同步勵(lì)磁控制系統(tǒng)配套使用，這樣既解決了靈敏度的同題，也大幅度地提高了反應(yīng)速度。隨著電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，控制要求的不斷提高和控制理論的不斷發(fā)展，用常規(guī)模擬勵(lì)磁控制方法實(shí)現(xiàn)所要達(dá)到指標(biāo)愈來愈困難，并且可靠性大大降低，因此對(duì)傳統(tǒng)的模擬式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器提出了挑戰(zhàn)，模擬式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是以半導(dǎo)體元件為基礎(chǔ)，它曾對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的發(fā)展起過積極的推動(dòng)作用，但由于現(xiàn)代發(fā)電機(jī)組越來越大，對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的要求越來越高。微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定靈活方便，便于在線修改、調(diào)試工作量小，受到了人們的普遍歡迎。勵(lì)磁控制系統(tǒng)應(yīng)承擔(dān)電力系統(tǒng)電壓控制、無功分配和提高同步發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性的任務(wù)。